автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Культивирование фототрофов в аппаратах с гибкими перемешивающими устройствами

На правах рукописи

ПЕТРОВ ИГОРЬ АЛЕКСЕЕВИЧ

КУЛЬТИВИРОВАНИЕ ФОТОТРОФОВ В АППАРАТАХ С ГИБКИМИ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ

Специальность: 05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий; 03.00.23 - Биотехнология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2006

Работа выполнена в Московском государственном университете инженерной экологии

Научные руководители:

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Казенин Дмитрий Александрович

кандидат технических наук Жаворонков Владимир Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Тимонин Александр Семенович

доктор технических наук Лалов Виталий Викторович

Ведущая организация - Федеральное Государственное Унитарное Предприятие Научно Исследовательский Институт биотехника.

Защита состоится 18 мая 2006 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д.212.145.01 при Московском государственном университете инженерной экологии по адресу: 105066, Москва, ул. Ст. Басманная, 21/4, в ауд. Л -207.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета инженерной экологии

7

Автореферат разослан 14 апреля 2006 г.

774 Ь

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема несбалансированного, неполноценного питания человека в наши дни становится все более актуальной и необходимость ее решения очевидна. Один из возможных путей - биотехнологическое производство биологически активных пищевых добавок на основе фототрофных микроорганизмов, среди которых наиболее известны спирулина и хлорелла.

Биологически активные добавки на основе этих фотосинтезирующих микроорганизмов позволяют проводить профилактику и лечение многих трудноизлечимых болезней человека, таких, как атеросклероз, стенокардия, пневмония, тромбофлебит, рак и др.

Фототрофные микроорганизмы широко производятся во многих странах, прежде всего, в Нидерландах, Франции, Бельгии. Испании, Израиле, в странах юго-восточной Азии, Африке, Индии, Китае, а также в США и др.

Цель работы. Исследование гидродинамических и массообменных процессов в аппаратах с гибкими перемешивающими устройствами с целью получения расчетных зависимостей для этих аппаратов и разработки на их основе методики инженерного расчета.

Основные задачи работы

- Сравнительный анализ существующих фотобиореакторов, применяемых в биотехнологии для культивирования фототрофов.

- Исследование гидродинамических и массообменных процессов в аппарате с гибким перемешивающим устройством с целью разработки расчетной методики.

- Создание инженерной расчетной модели и проверка ее адекватности.

- Экспериментальное культивирование фототрофов в аппаратах с гибкими перемешивающими устройствами с целью сравнения с аналогичными результатами, полученными в других фотобиореакторах.

Научная новизна

- Исследованы особенности гидродинамических и массообменных процессов в аппаратах полостного типа с гибкими мешалками полупромышленного масштаба.

- Экспериментально определена в широком диапазоне чисел Рейнольдса зависимость мощности, затрачиваемой на перемешивание от параметров процесса (числа лопастей, частоты вращения мешалки, вязкости перемешиваемой жидкости)

(РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА | СПетер§ 1 09

'"3&ЗЮ)

- Получены критериальные зависимости, позволяющие провести прогностический расчет энергетических характеристик мешалки для ламинарного и турбулентного режимов течения.

- Экспериментально определено радиальное распределение окружных скоростей и получено соотношение, обобщающее эти экспериментальные данные для различной частоты вращения мешалки. Оценено значение скоростного лага.

- Разработана концепция определяющего влияния скоростного лага на коэффициент вихревой диффузии и характерное время обновления поверхности контакта фаз. В рамках этой концепции для оценки коэффициента массообмена на границе полости предложена формула, в которой используется значение скоростного лага.

- На основе экспериментов по культивированию фототрофов в аппарате с гибкими перемешивающими устройствами построены кинетические кривые роста спирулины и хлореллы. Оценены основные кинетические параметры: скорость роста и предельно достижимая концентрация культуры в аппарате. Сравнение с известными из литературы результатами показывает конкурентоспособность культивирования фототрофов в полостных аппаратах в ряду других способов их выращивания.

Практическая ценность

- Впервые разработана методика инженерного расчета фотобиореакторов с гибкими перемешивающими устройствами.

- Разработан лабораторный регламент биосинтеза микроводоросли спирулина на основе полостного фотобиореактора с гибкими перемешивающими устройствами.

- Результаты диссертационной работы использованы при разработке универсальной учебно-исследовательской установки для культивирования фототрофов по гранту Министерства образования и науки.

- Разработана действующая модель установки на основе фотобиореактора, с гибким перемешивающим устройством, отмеченная дипломом участника Всероссийского форума «Образовательная среда - 2004» .

Апробаиия работы.

Результаты работы докладывались:

- на ХП1 Международной конференции и дискуссионного научного клуба «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» Кавитационная гидродинамика полостного фотобиореактора / Украина, Гурзуф, 2005 г., с. 174-175.

- на XVIII международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях » Полуэмпирическая модель газообмена в полостном аппарате, Т.1, Казань, ГКТУ, 2005.г., с. 190 -192

Публикации. Основные результаты диссертации изложены в 9 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация объемом 111 страниц текста состоит из введения, пяти глав, заключения и четырех приложений, включает 33 рисунка, 15 таблиц, список обозначений и список использованной литературы из 94 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ВВЕДЕНИЕ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель исследования, научная новизна и практическая ценность полученных результатов, указан личный вклад соискателя.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

В этом разделе приведены основные биохимические свойства наиболее известных фототрофов: спирулины и хлореллы, описано их воздействие на организм человека и сельскохозяйственных животных. Выполнен аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по основным методам культивирования фототрофов. Проанализировано место полостных аппаратов с гибкими перемешивающими устройствами среди других конструктивных решений оформления процесса культивирования фототрофов. Изложены основные принципы работы и показаны преимущества аппаратов с гибкими перемешивающими устройствами. На основе выполненного анализа по современному состоянию технологического оформления процесса культивирования фототрофов сформулированы основные научные и технические задачи, которые требуют проведения специальных исследований.

Глава 2. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛОСТНЫХ ФОТОБИОРЕАКТОРОВ С ГИБКИМИ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ

Проведены и описаны гидродинамические исследования аппарата с гибким перемешивающим устройством на экспериментальной установке для культивирования фототрофов, которая состоит из фотобиореактора (1), представляющего собой цилиндрическую обечайку с встроенным теплообменником, гибкой мешалки (11) приводящейся в движение двигателем постоянного тока (2). В результате вращения мешалки

образуется полость, в которой размещен источник света (70 - 400 Вт) (4). Поверхность образующейся полости является рабочей, так как именно на ней происходит фото - и газоабсорбция. Подача диоксида углерода и воздуха осуществляется через специальный цпуцер непосредственно в полость.

Измерение затрат мощности на перемешивание в полостном аппарате осуществлялось с помощью системы «мотор - весы».

1- корпус аппарата 7-блок КИП

2- электродвигатель 8 - система мотор-весы

3- датчик растворенного кислорода 9- тахометр

4- осветительное устройство (лампа 70 - 400 Вт) 10-ротаметр

6- самопишущее устройство 11 ■ гибкая мешалка

в- компрессор

Рис. 1. Схема экспериментальной установки для культивирования фототрофов

Частота вращения мешалки в ходе эксперимента регистрировалась при помощи механического тахометра (9), тарированного стробоскопическим методом. В верхней части аппарата был размещен датчик растворенного кислорода (3) который был постоянно погружен в жидкое кольцо полости. С помощью датчика измерялось процентное содержание растворенного кислорода по отношению к равновесному в любой момент времени. Для фиксации показаний датчика использовалось самопишущее устройство (5). Газо-воздушная смесь нагнеталась компрессором (б), при этом расход измерялся при помощи поплавкового ротаметра (10) и регулировался в зависимости от конкретных требований эксперимента.

Определение поля скоростей

Для установления характера течения в аппарате был применен метод визуализации течения с помощью малых частиц нейтральной плавучести -меток, вводимых в поток, с последующим фотографированием треков.

Вид треков (рис. 2) в горизонтальной световой плоскости показывает, что движение жидкости происходит преимущественно в тангенциальном направлении. Поэтому радиальной и осевой составляющими скорости можно пренебречь, считая, что скорость жидкости приблизительно равна ее окружной составляющей

Рис. 2. Визуализация поля скорости с помощью треков частиц

Результаты измерений в безразмерной форме в виде зависимости

п-ам -п

= /

К-г

представлены на рис. 3.

Здесь с1м- диаметр мешалки, п- частота вращения мешалки (с'1), Яа, г -радиус аппарата и текущий радиус соответственно, 5 - толщина вращающегося жидкого слоя {8 = Да - ЛД Я, - радиус полости.

Выбранные масштабы отнесения позволяют осуществить универсализацию радиального профиля (г) , который для X = 8 хорошо аппроксимируется следующей зависимостью:

+ ъ

я.

+ с

(1)

По оценке значений измеренных скоростей, очевидно, что в аппарате осуществляется турбулентный режим течения. Методом наименьших

квадратов были выбраны значения параметров, входящих в уравнение (1): а«0,18; Ь* 0,1; С*0 0,67; т =2.

V

При г = Л/ * 0,5 Ли я.а ,п=а+ь + с ;

__>с

где С имеет смысл безразмерной скорости на внешней границе пристенного пограничного слоя.

Зависимости безразмерной окружной скорости жидкости от комплекса

Рис. 3 Результаты измерений окружной скорости

В рабочих диапазонах изменения числа Рейнольдса, характерных для промышленных фотобиореакгоров, величины а, Ь, С, т можно считать приблизительно постоянными. Обработка опытных данных в безразмерной форме представлена на рис.3.

Определение мощности, расходуемой на перемешивание

Известно, что определение мощности, расходуемой на перемешивание, возможно с помощью двух основных подходов. Один из них базируется на использовании теории подобия или анализа размерностей, а второй подход исходит из того, что потребляемая при перемешивании мощность

затрачивается на преодоление сопротивления среды и, следовательно, зависит от силы сопротивления, возникающей при вращении мешалки.

При первом подходе необходимо иметь перечень величин, влияющих на мощность. С учетом того, что в фотобиореакторах отношение высоты

¿м

аппарата Н к его диаметру с1а и — фиксированы, можно записать:

аа

<,,#), (2) где 2 - число гибких перемешивающих цилиндрических элементов (струн или «лопастей») диаметром <1Л\ Н1 - высота заглубленной части мешалки; р - плотность жидкости; р. - динамический коэффициент вязкости жидкости.

Тогда на основе анализа размерностей уравнение (2) преобразуется в следующую зависимость:

К„=№е,2,Н,1<1м,ая1<1м). (3)

к - м

Здесь ЛЛ' з - критерий мощности (модифицированное число

Р'п 'аи

Эйлера); Яе - критерий Рейнольдса.

Выбор характерного линейного размера в числах (критериях) подобия определяется как физической стороной задачи, так и традициями. Так, в критерий мощности Кц вводят диаметр мешалки с1м как для мешалок с горизонтальными лопастями (лопастные, турбинные, винтовые), так и для мешалок с вертикальными лопастями (клетьевые, якорные, рамные). Это диктуется желанием иметь единую форму обработки данных для мешалок различных типов. Число Рейнольдса для мешалок обычно представляют в модифицированной форме:

р. -р'п-аЪ

—р— • (4)

Для мешалки, исследуемой в данной работе, эта форма числа Рейнольдса не вполне физически адекватна, поскольку обтекаются цилиндрические элементы диаметром а не Линейная скорость движения их центра масс равна п-(1м-п. Следовательно, учитывая, что числовые множители из чисел подобия исключаются, число Рейнольдса для нашей мешалки физически правильно представить в виде

Яе----(5)

И "А/

Связь двух видов числа Рейнольдса может оказаться полезной в случае приведения зависимости Кы от Яе к стандартной и принятой для типовых

мешалок форме .

Теория подобия и анализ размерностей позволяют установить общий вид уравнений подобия типа (3), но не дают возможности судить о том, как влияют безразмерные комплексы-аргументы на определяемое число подобия (в данном случае Кц).

От этого недостатка частично свободен подход, основанный на выражении мощности через силу сопротивления среды, определяемую по формуле Ньютона:

Т7 г с Р'1*2

—. (6)

Здесь С- коэффициент гидродинамического сопротивления тела; 5л/ - площадь миделевого сечения тела;

и - скорость движения тела относительно жидкости (скоростной лаг). Правомерность применения этой формулы в данном случае обусловлена заглублением лопасти мешалки под свободной поверхностью жидкости. Для одного цилиндрического элемента лопасти мешалки с высотой

заглубления диаметром йя площадь миделевого сечения =Н) • ,

коэффициент сопротивления скоростной лаг и =л-(1м -п — Уи где

К/ - окружная скорость жидкости на радиусе г = Д/ , приблизительно равная скорости на поверхности полости.

Подставляя эти выражения в формулу (6) и учитывая, что число цилиндрических элементов равно 2, получим для мощности, расходуемой на перемешивание, следующую формулу:

■кт 1 т гт л -П-КУ

-^-(7)

Формулу (7) можно представить в безразмерной форме

х» = У , г

/ „ \

¿м )

1—

(8)

Безразмерный скоростной лаг есть

- и _V.

Ы=- =1--5--,(,4

Величина и с ростом Ъ должна уменьшаться. Учитывая это, на основании формулы можно сделать вывод о том, что Кы~1к, где к < 1.

Опытные данные по зависимостям ^ от для различных мешалок в

аппаратах без внутренних устройств, позволяют сделать вывод о том, что -2 }

ья'и ~ —, где />«0,2 для турбулентного режима и />«1 для режима

Кб

ламинарного.

Для проверки этих выводов были проведены эксперименты по определению мощности с помощью системы "мотор-весы". В опытах варьировалось число оборотов и вязкость жидкости в результате использования воды и водных растворов карбоксиметилцеллюлозы различной концентрации (0,16 %, 0,6 % и 1 % -ный раствор КМЦ с вязкостью 0,016 Па ■ с; 0,06 Па- с,; 0,1 Па ■ с соответственно).

Значения геометрических параметров системы были следующими: d, = 0,009 м; Н, = 0,5 м; du = 0,4 Ы; 2=4->24.

Число Рейнольдса в форме (5) в опытах изменялось от 102 до 105. Таким образом, были охвачены ламинарный и турбулентный режимы. Обработка опытных данных в безразмерной форме представлена на рис.4.

Аппроксимация полученных данных степенными одночленами имеет следующий вид для турбулентного режима, представляющего наибольший практический интерес:

KN =0,82-Z0,27 - Re"0,21. (ю)

Представим формулу (10) в развернутом виде

/ л0'2'

N

р-п3 -dj

= 0,82 Z

0,27

М

n-dMdn-P.

(П)

Для режима ламинарного при Ъ = 8 получено уравнение

^ =92,1- Ые-0'8. (12)

Эти данные хорошо согласуются с предположениями, сделанными выше. Отличие показателя степени при числе Рейнольдса в ламинарном режиме от (-1) соответствует стандартной кривой зависимости коэффициента гидродинамического сопротивления одиночных цилиндров от числа Рейнольдса.

9

Рис. 4 Зависимость критерия мощности от числа Рейнольдса для мешалок с гибкими элементами

Глава 3. РАСЧЕТ И ЭКПЕРИМЕНТАЛЫГОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМНОГО КОЭФФИЦИЕНТА МАССООБМЕНА

Предложено оценивать вихревую диффузию на границе полости посредством известной полуэмпирической формулы Таунсенда, Хинце и Бетчелора

от9=тн*-ъ-У1)-<1я , (13)

где со - круговая частота вращения мешалки, со=2я-п.

В исследованном нами диапазоне параметров эта величина составляет (2-6)-10г5м2!с, т.е. на несколько порядков превосходит коэффициент молекулярной диффузии (£>«2-1 (Г9 м21с), что и предопределяет чрезвычайно интенсивную абсорбцию газа из полости.

Для оценки коэффициента массообмена на границе полости предложена формула, учитывающая фактор обновления в виде времени экспозиции

2 /Д1™

| вихр

Время экспозиции в рассматриваемом случае можно связать с промежутком времени между прохождением через жидкость двух следующих друг за другом лопастей. Считается, что прохождение лопасти заменяет элемент жидкости, экспонируемый на поверхности новым

(15)

В исследованном нами диапазоне параметров ¡жсп составляет несколько десятых секунды.

Таким образом, согласно (13 -15)

0,016., (16)

В биотехнологии принято использовать так называемый объемный

коэффициент массообмена К^а

Тогда объемный коэффициент массообмена на поверхности полости

- оценим как произведение коэффициента массообмена на границе полости на удельную поверхность полости - ~

2 п^Н

Рп

где объем Р равен:

(17)

(18)

а площадь поверхности полости

(19)

Таким образом, мы получаем расчетные значения объемного коэффициента массопередачи, приведенные в таблице 1 и рассчитанные по значениям скоростных лагов, определенных по экспериментально измеренным полям скоростей (см. рис.3), с учетом экспериментально установленного факта, что скорость жидкости отстает от скорости мешалки на величину, равную 5 % от значения скорости мешалки. В таблице 1 также приведены значения ^¡а, определенные экспериментально с помощью сульфитной методики.

Таблица 1

Расчетные значения объемного коэффициента массопередачи

п, (об/мин) СО (1/с) в»-Л, (м/с) (м/с) N. Вт Рпрасч. м/с К^рас (1/с) (1/4) К^жпер (Щ (1/4)

Рпэк. м/с

200 20,91 4,29 0,21 51 0,0071 0,061 220 0,064 230

0,0074

300 31,4 6,44 0,32 174 0,0108 0,093 335 0,097 350

0,0113

400 41,89 8,58 0,43 385 0,0138 0,119 428 0,12 433

0,014

500 52,33 10,73 0,54 724 0,0144 0,125 448 0,125 450

0,0145

600 62,8 12,81 0,64 1235 0,0215 0,185 667 0,188 677

0.0218

Глава 4 ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО КУЛЬТИВИРОВАНИЮ ФОТОТРОФОВ В АППАРАТАХ С ГИБКИМИ ПЕРЕМЕШИИВАЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ

Результаты наших экспериментов по культивированию фототрофов: спирулины и хлореллы в полостном аппарате сравниваются с данными по аналогичным штаммам, полученными в трубчатом аппарате итальянскими и американскими учеными, которые приведены на рис.5 и рис.6.

Кривые динамики роста хлореллы и спирулины сопоставлялись при сходных условиях культивирования. Очевидно, что скорость прироста биомассы в полостном фотобиореакторе с гибким перемешивающим устройством существенно выше, чем в трубчатом аппарате. Это объясняется, по нашему мнению, тем, что зоны адсорбции и светоподвода <•-

разобщены.

Скорость культуральной жидкости в трубчатом аппарате возле стенок светопринимающей поверхности равна нулю и при больших концентрациях происходит налипание суспензии микроорганизмов на стенки труб, что затрудняет просвечивание слоя и соответственно замедляет процесс прироста биомассы. В полостном фотобиореакторе свет подается в центральную область аппарата, светопринимающей поверхностью является вся поверхность полости, где линейная скорость суспензии равна 10 - 12 м/с, что обеспечивает высокую кратность обновления освещенного слоя и возможность интенсивного прироста биомассы.

Сранит&ънея динамка роста сгщулшы

Сравнительная динамика роста хлориты

4

7

1

о

о

О

50

100

о

50

160

г час

Рис.5 Культивирование спирулины Рис.6 Культивирование хлореллы

где: /л * - удельная скорость роста (1/час), д: - концентрация биомассы (г/л), /- время процесса культивирования (час)

Глава 5. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ФОТОТРОФОВ В ФОТОБИОРЕАКТОРАХ С ГИБКИМИ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ

Сопоставление кинетических кривых на рис.5 и рис.6 показывает, что по основным кинетическим параметрам (удельной скорости роста и предельно достижимой концентрации в аппарате) культивирование фототрофов в полостных аппаратах конкурентоспособно в сравнении с другими способами их выращивания. В этой связи предлагается

Методика инженерного расчета фотобиореактора с гибкими перемешивающими устройствами

1. Для расчета фотобиореактора задаем требуемый рабочий объем жидкости - К,определяемый по формуле (18)

2. Зная рабочий объем жидкости - V, определяем коэффициент заполнения аппарата, исходя из условия минимального заглубления гибких лопастей, значение которого при этом составляет К, = 0,7.

Коэффициент заполнения аппарата представляет собой отношение объема рабочей жидкости к объему аппарата

К3=У!Уа= 0,7, (20)

по формуле (20) вычисляем объем аппарата - Уа

Зная объем аппарата, и отношение диаметра к высоте, определенное экспериментально - Для фотобиореакторов полостного типа -

вычисляем высоту аппарата - Н

3. Следующий этап расчета аппарата - определение поверхности полости по формуле (19).

4. По экспериментальным данным минимальное количество оборотов мешалки, необходимое для образования устойчивой структуры полости птт= 250 об/мин. (например, при 2 = 8)

5. Далее задаем число оборотов мешалки п > птт и по формуле (10), для турбулентного режима течения вычисляем важнейший параметр инженерного расчета - затраты мощности на перемешивание N.

6. При числе лопастей 2 = 8 по экстраполяции безразмерного поля окружных скоростей - скоростной лаг, например, при п= 600 об/мин, V] = о ■ Я, = 12,87 м/с составит - 11= со ■ Я, - V, = 12,87 - 12,23 = 0,64

м/с, так как К/ - окружная скорость жидкости на поверхности полости 0,95 а- Я,

7. Далее по формуле Данквертса - Кишиневского (14) определяется коэффициент массообмена, где коэффициент вихревой диффузии вблизи дорожки Кармана вычисляется согласно формуле (13), а время экспозиции оценивается по формуле (15). А объемный коэффициент массопередачи вычисляем по формуле (17).

8. По объемному коэффициенту массообмена и значению объема аппарата, вычисляется скорость потребления углекислого газа

™со2 =К^-У-Ссо2, (21)

где СС02. массовая концентрация С02 в газовой смеси, подаваемой в полость.

9. Далее, зная коэффициент конверсии диоксида углерода в биомассу микроводоросли, можно оценить скорость наращивания биомассы:

ТП биомас. = Ккондерс • Шсо ) (22)

где Кконверс - коэффициент конверсии (величина, характеризующая отношение приращенной биомассы к массе потребленной углекислоты, который можно оценить из данных стехиометрии)

10. Задавшись значением предельно допустимой концентрации биомассы в аппарате, зависящей от условий культивирования (в полостных аппаратах дг = 8 г/л), можно найти предельную биомассу выращенной в аппарате микроводоросли, при которой еще не происходит ингибирования процесса роста культуры:

тбиомас. ~ Хпред/У , (23)

11. Далее можно оценить время проведения процесса культивирования фототрофных микроорганизмов в периодическом процессе

, =тбио.

процесса • (24)

тбио.

Таким образом, мы имеем возможность практически от начала процесса вплоть до момента получения биомассы рассчитывать как конструктивные, так и режимные параметры процесса культивирования фототрофов в аппаратах с гибкими перемешивающими устройствами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Исследованы гидродинамические и массообменные процессы в аппаратах полостного типа с гибкими мешалками полупромышленного масштаба.

2. Экспериментально определена в широком диапазоне чисел Рейнольдса зависимость мощности, затрачиваемой на перемешивание, от параметров процесса (числа лопастей, числа оборотов мешалки, вязкости перемешиваемой жидкости).

3. Получены критериальные зависимости, позволяющие провести прогностический расчет энергетических характеристик мешалки для ламинарного и турбулентного режима течения.

4. Экспериментально определено радиальное распределение окружных скоростей и получено соотношение, обобщающее эти экспериментальные данные для различных чисел оборотов мешалки.

5. Предложена формула, для оценки коэффициента массообмена на поверхности полости, в которой используется значение скоростного лага, определенного по экстраполяции измерений профиля окружной скорости жидкости.

6. В рамках теории обновления поверхности предложен вариант оценки времени контакта фаз.

7. На основе экспериментов по культивированию фототрофов в аппаратах с гибкими перемешивающими устройствами и сравнения полученных кинетических кривых с аналогичными результатами, полученными в трубчатых аппаратах, показана конкурентоспособность предлагаемого метода культивирования и даже его некоторое преимущество.

8. Разработана оригинальная методика инженерного расчета фотобиореакторов с гибкими перемешивающими устройствами.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Петров И.А., Зеньковский А.Г., Овчаренко Е.Г. Исследования пылеуловителя ВЗП-К (конического)/Исследования новых технологических процессов в промышленной теплоизоляции./Сб. трудов ВНИПИТеплопроект, М.:1987, с.86 - 90.

2. Шургальский Э.Ф., Еникеев И. X., Петров И.А., Карепанов С.К. Расчет трехфазных течений в аппаратах со встречными закрученными потоками./ Расчет и конструирование аппаратов для разделения дисперсных систем/ Сб. трудов МИХМ, М.:1990, с 117-123

3. Ермошин Н.Г., Петров И.А., Казенин Д.А. Совмещенный газообмен и разделение пузырьковых сред./Материалы Ш международной конференции "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Украина, Донецк ,2004 г., с. 32-33.

4. Жаворонков В.А., Казенин ДА., Петров И.А. Особенности светоподвода при культивировании микроорганизмов в аппаратах с "демпферными мешалками". /Материалы Ш международной конференции "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Украина, Донецк, 2004 г., с. 152 - 153.

5. Жаворонков В.А., Казенин Д.А., Петров И.А., Мальцевский В.В. К вопросу расчета демпферных перемешивающих устройств в фотобиореакторах /Успехи современного естествознания, 2004 г., Т.1, № 6, с. 119-120.

6. Жаворонков В.А., Казенин Д.А., Петров И.А., Гладышев П.А. Проблемы культивирования фототрофов в условиях средней полосы России /Экология антропогена и современности: природа и человек, С.-Пб., Гуманистка, 2004 г., с.590 - 593.

7. Жаворонков В.А., Казенин Д.А, Петров И.А., Гладышев П.А., Шкарин.Н.Ю, Ермошин Н. Г. Кавитационная гидродинамика полостного фотобиореактора. Материалы XIII международной конфер. «Новые информационные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» / Запорожье: ЗНУ, 2005, с. 174-175.

8. Казенин Д.А., Жаворонков В.А., Петров И.А., Гладышев П.А., Ермошин Н.Г, Полуэмпирическая модель газообмена в полостном аппарате./Сборник трудов XVIII международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях », Т.1, Казань, ГКТУ, 2005.г., с.190- 192

9. Жаворонков В.А., Казенин Д.А., Петров И.А., Кавитационная гидродинамика и вихревой массообмен в полостном аппарате. Современные проблемы аэрогидродинамики. Тезисы докладов XIII школы - семинара, М.:МГУ, 2005 г., с.39 - 40.

Отпечатано в ООО «Компания Спутник+» ПД № 1-00007 от 25.09.2000 г. Подписано в печать 12.04.06 Тираж 100 экз. Усл. пл. 1 Печать авторефератов (095) 730-47-74,778-45-60

¿OOG fi

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Фототрофы - продуценты биологически активных веществ (БАВ).

1.2 Классификация современных фотобиореакторов 23 1.3. Аппаратурное оформление процесса культивирования фототрофов.

1.3.1. Культивирование в бассейнах открытого типа

1.2.2. Производство в реакторах трубчатого типа.

1.3.2 Тонкослойные и пластинчатые фотобиореакторы.

1.3.3 Производство фототрофов с использованием фотобиореакторов глубинного культивирования

1.4 Сравнительная характеристика фотобиореакторов

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Глава 2. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛОСТНЫХ ФОТОБИОРЕАКТОРОВ С ГИБКИМИ ПРЕРМЕШИВАЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ.

2.1 Экспериментальная установка для проведения исследований

2.2 Поле скоростей в полостном аппарате

2.3 Определение мощности, расходуемой на перемешивание

• Глава 3. РАСЧЕТ И ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ОБЪЕМНОГО КОЭФФИЦИЕНТА МАССООБМЕНА

3.1. Расчет массообмена на границе полости.

3.2 Визуальная оценка количества пузырьков и их поверхности. Несущественность вклада пузырьков в массообмен

3.3 Порядок определения коэффициента массопередачи по балансовому способу с определением скорости потребления сульфита в модельной системе

3.4 Данные массообменных испытаний фотобиореактора с гибкой мешалкой, рабочим объемом 90 л

3.5. Некоторые предпосылки к рассмотрению газообмена как лимитирующего фактора роста фототрофов.

4 Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПО КУЛЬТИВИРОВАНИЮ ФОТОТРОФОВ

В АППАРАТАХ С ГИБКИМИ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМИ ^ УСТРОЙСТВАМИ.

Ф 4.1 .Описание установки для культивирования фототрофов

4.2. Культивирование спирулины в аппарате с гибкой мешалкой.

4.3. Культивирование хлореллы в аппарате с гибкой мешалкой

Глава 5 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ КУЛЬТВИРОВАНИЯ ФОТОТРОФОВ В АППАРАТАХ С ГИБКИМИ ПЕРЕМЕШИВАЮЩИМИ

УСТРОЙСТВАМИ.

5.1. Производительность установок

5.2. Определение себестоимости продукта

5.2.1. Оценка себестоимости СБ спирулины, получаемой в установках лоткового типа

5.2.2. Оценка себестоимости СБ спирулины, получаемой в установках трубчатого типа ^ 5.2.3. Оценка себестоимости СБ спирулины, получаемой в фотобиореакторах с гибкими мешалками.

Практическая реализация работы

Проблема несбалансированного, неполноценного питания человека в России, становится все более актуальной и необходимость ее решения очевидна. Один из возможных путей - биотехнологическое производство пищевых добавок на основе фототрофных микроорганизмов среди которых наиболее известны спирулина и хлорелла.

Биологически активные добавки на основе этих фотосинтезирующих микроорганизмов позволяют проводить профилактику и лечение многих трудноизлечимых болезней человека, таких как атеросклероз, рак, стенокардия, пневмония, тромбофлебит, рак и др.

Известно, что на мировом и российском рынке существует потребность в получении сравнительно недорогой и в то же время высококачественной биомассы фотосинтезирующих микроорганизмов, содержащей ряд ценных, незаменимых органических веществ, используемых в различных отраслях народного хозяйства.

Фототрофные микроорганизмы широко производятся во многих странах, прежде всего, в Нидерландах, Франции, Бельгии. Испании, Израиле, в странах юго-восточной Азии, Африке, Индии, Китае, США и др.

Известны и находят все более широкое применение для культивирования фототрофов полостные аппараты с гибкими перемешивающими устройствами, разработанные В.А. Жаворонковым [1], [3], [16], которые в настоящее время еще мало исследованы.

В ряде работ были предприняты попытки разработать методику расчета фотобиореакторов с гибкими мешалками, но до настоящего времени такой методики, нет, и задача разработки такой методики является весьма актуальной.

Основной темой данной работы является исследование гидродинамики и массообмена в фотобиореактрах с гибкими мешалками, а также разработка полуэмпирической методики расчета аппаратов для культивирования различных фотосинтезирующих микроорганизмов (фототрофов) на основе вышеуказанных исследований.

Цель работы. Исследование гидродинамических и массообменных процессов Л в аппаратах с гибкими перемешивающими устройствами с целью получения расчетных зависимостей для этих аппаратов и разработки на их основе ® методики инженерного расчета.

Основные задачи работы

- Сравнительный анализ существующих фотобиореакторов применяемых р в биотехнологии для синтеза фототрофов.

- Исследование гидродинамических и массообменных процессов в аппарате с гибким перемешивающим устройством с целью разработки расчетной методики.

- Создание инженерной расчетной модели и проверка ее адекватности.

Ф - Экспериментальное культивирование фототрофов в аппаратах с гибкими перемешивающими устройствами с целью сравнения с аналогичными результатами, полученными в других фотобиореакторах

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

- Исследованы особенности гидродинамических и массообменных процессов в аппаратах полостного типа с гибкими мешалками полупромышленного масштаба.

- Экспериментально определена в широком диапазоне чисел Рейнольдса ф зависимость мощности, затрачиваемой на перемешивание от параметров процесса (числа лопастей, числа оборотов мешалки, вязкости перемешиваемой жидкости)

- Получены критериальные зависимости, позволяющие провести прогностический расчет энергетических характеристик мешалки для ламинарного и турбулентного режимов течения. А

- Экспериментально определено радиальное распределение окружных •> скоростей и получено соотношение, обобщающее эти экспериментальные данные для различной частоты вращения мешалки. ^ Оценено значение скоростного лага

- Разработана концепция определяющего влияния скоростного лага ан коэффициент вихревой диффузии и характерное время обновления поверхности контакта фаз. В рамках этой концепции для оценки коэффициента массообмена на границе полости предложена формула в которой используется значение скоростного лага.

На основе экспериментов по культивированию фототрофов в аппаратах с гибкими перемешивающими устройствами построены кинетические кривые роста спирулины и хлореллы. Оценены основные кинетические параметры: скорость роста и предельно достижимая концентрация культуры в аппарате. Сравнение с известными из литературы результатами показывает конкурентоспособность культивирования фототрофов в полостных аппаратах в ряду других способов их выращивания

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

- Впервые разработана методика инженерного расчета фотобиореакторов с гибкими перемешивающими устройствами.

- Разработан лабораторный регламент биосинтеза микроводоросли спирулина на основе полостного фотобиореактора с гибкими перемешивающими устройствами.

- Результаты диссертационной работы использованы при разработке универсальной учебно-исследовательской установки для культивирования фототрофов по гранту Министерства образования и науки.

- Разработана действующая модель установки на основе фотобиореактора с гибким перемешивающим устройством, отмеченная дипломом участника Всероссийского форума «Образовательная среда -2004» .

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ:

- Обоснование необходимости исследования гибких перемешивающих устройств.

- Полученные критериальные зависимости, позволяющие провести прогностический расчет энергетических характеристик мешалки для ламинарного и турбулентного режима течения.

- Полученное соотношение, экспериментально измеренного радиального распределения окружных скоростей и. обобщающую эти экспериментальные данные экстраполяцию для различного числа оборотов мешалки

- Концепцию определяющего влияния скоростного лага на коэффициент вихревой диффузии и характерное время обновления поверхности контакта фаз и оригинальную формулу для оценки коэффициента массообмена на границе полости, в которой используется значение скоростного лага.

- Методику инженерного расчета фотобиореакторов с гибкими перемешивающими устройствами.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:

- Исследованы гидродинамические и массообменные процессы в аппаратах полостного типа с гибкими мешалками полупромышленного масштаба.

- Экспериментально определена в широком диапазоне чисел Рейнольдса зависимость мощности, затрачиваемой на перемешивание от параметров процесса (числа лопастей, числа оборотов мешалки, вязкости перемешиваемой жидкости).

- Получены критериальные зависимости, позволяющие провести прогностический расчет энергетических характеристик мешалки для ламинарного и турбулентного режима течения.

- Экспериментально определено радиальное распределение окружных скоростей и получено соотношение, обобщающее эти экспериментальные данные для различного числа оборотов мешалки.

- Предложена формула, для оценки коэффициента массообмена на поверхности полости, в которой используется значение скоростного лага, определенного по экстраполяции измерений профиля окружной скорости жидкости.

- В рамках теории обновления поверхности предложен вариант оценки времени контакта фаз.

- На основе экспериментов по культивированию фототрофов в аппаратах с гибкими перемешивающими устройствами и сравнения получены кинетических кривых с аналогичными результатами, полученными в трубчатых аппаратах, показана конкурентоспособность предлагаемого метода культивирования и даже его некоторое преимущество.

- Разработана оригинальная методика инженерного расчета фотобиореакторов с гибкими перемешивающими устройствами.

Таким образом, поставленные в работе задачи выполнены полностью

1. Spirulina, algae of life. — Bulletin de l'lnstitut oceanographique, Monaco, Numero special 12, 1993.

2. Жаворонков B.A. Разработка фотобиореакторов для интенсивного культивирования микроорганизмов. — автореферат канд. дис., М., МИХМ, 1987.

3. Кондратьева Е.Н., Максимова И.В., Самуилов В.Д. Фототрофные микроорганизмы. — М.: Изд-во МГУ, 1989. — 374 с. с илл.

4. Грачева И.М., Иванова Л.А., Кантере В.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия. — изд. второе, М.: Колос, 1992.— 383 с.

5. Музафаров A.M., Таубаев Т.Т. Культивирование и применение микроводорослей. Издательство "Фан", Ташкент, 1984 г.

6. Микробиология, 1996, т. 65, № 3.

7. Сальникова М.Я., Хлорелла новый вид корма. Издательство "Колос", М., 1977 г.

8. Biotechnological Letters, 1995, 17, p. 225-228.

9. Optimization of y-linolenic Acid (GLA) Production in Spirulina platensis. / Tantichareon, M. Reungjitchachawali, M. Boonag // J. Appl. Phycol., 1994, 6 (3), 295.

10. Appl. Microbiol. Biotechnol, 1995, vol. 43, p. 466-469.1 l.Phytochemistry, 1987, № 8, p. 2255-2258.

11. Appl. Biochemistry & Biotechnology, 1992, vol. 34-35, p. 273-281.

12. Pirt S.J., Lee Y.K., Walach M.R., Pirt M.W., Balyuzi H.H.M., Bazin M.J. — A tubular bioreactor for photosynthetic production of biomass from carbondioxide: design and performance. — J. Chem. Techn. and Biotechnol., 1983, 33B, p. 35-58.

13. A. c. № 264057 Б. и. 1970, № 8.

14. A. c. № 597540 Б. и. 1971, № 22.

15. A. c. № 371895 Б. и. 1973, № 13.

16. Tredici M.R., Carlozzi P., Chini Zittelli G., Materassi R. — A vertical alveolar panel (VAP) for outdoor mass cultivation of microalgae and cyanobacteria. — Biores. Technol., 1991, 38, p. 153-159.

17. Анисимов О.А. и др. Промышленные установки для культивирования микроорганизмов: обзор. — М.: ВНИИБиотехника, 1973. — 20 с.

18. Journal of Ferment. Bioengineering, 1995, 79(3), p. 257.22.Патент MI 48109 USA.23.Патент СССР № 1828660.

19. Mori К. Photoautotrophic Bioreactor Using Visible Solar Rays in Biotech & Biting Symp., 1985,15, p. 321-345.

20. Малек И., Фенцель 3. Непрерывное культивирование микроорганизмов. — М.: Пищевая промышленность, 1968. — 346 с.

21. Патент Японии № 46-28817, 1971.

22. Патент Швейцарии № 537451, 1971.

23. Патент Японии № 44-8827, 1969.

24. Патент Франции № 2252052, 1971.

25. А. с. № 1062258 Б. и. 1983, № 47.31 .Брагинский J1.H., Бегачев В.И., Барабаш В.М. Перемешивание в жидких средах. — JL: Химия,1984. — 336 с.

26. Рубин Б.А. Физиология и биохимия фотосинтеза. — М.: Изд-во МГУ, 1977. —251 с.

27. Глущук Л.П. Аппаратурное оформление процесса культивирования спирулины / автореферат канд. дис., М., МХТИ, 2000г.

28. Хинце И.О. Турбулентность, М.: ГИФМД, 1963.

29. Астарита Дж. Массопередача с химической реакцией. — Л.: Химия, 1971.223 с.

30. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. — М.: Наука, 1973. — 711 с.

31. Kataoka K., Doi H., Kotai T. Heat and Mass Transfer in Taylor Vortex Flow with Constant Axial Flow Rates. // Int. Y. Heat Mass Transfer, 1977. — v. 20 -No. 1-p. 57-63.

32. Жаворонков B.A., Казенин Д.А. Фотобиосинтезирующие реакторы полостного типа и оценка абсорбционного газообмена на межфазной поверхности. // Всесоюзное совещание "Абсорбция-87". Тезисы докладов.1. Таллин, 1987. -z.il- 78.

33. Петров И. А., Зеньковский А.Г., Овчаренко Е.Г. Исследования пылеуловителя ВЗП-К (конического)//Исследования новых технологических процессов в промышленной теплоизоляции./Сб. трудов ВНИПИТеплопроект, М.:1987, с.86 90.ъ

34. Шургальский Э.Ф., Еникеев И. X., Петров И.А., Карепанов С.К. Расчет трехфазных течений в аппаратах со встречными закрученнымипотоками./ Расчет и конструирование аппаратов для разделения дисперсных систем/ Сб. трудов МИХМ, М.:1990, с 117-123

35. Горлин С. М., Слезингер И. И., Физические измерения в газовой динамике и при горении, ч. 1—2, М., 1957;

36. Седов. Л.И. Методы тории подобия и размерности в механике М.: Физматгиз, 1953. — 223 с.

37. Гупало Ю.П., Полянин А. Д., Рязанцев Ю.С. Массотеплообмен реагирующих частиц с потоком. — М.: Наука, 1985. — 336 с.

38. Кутепов А.Н., Полянин А.Д., Запрянов З.Д., Вязьмин А.В., Казенин Д.А. Химическая гидродинамика. — М.: Квантум, 1996. — 336 с.

39. Кругляков П.М., Ексерова Д.Р. Пена и пенные пленки. — М.: Химия, 1990. —427 с.

40. Измайлова В.Н., Ямпольская Г.П., Сумм Б.Д. Поверхностные явления в белковых системах. — М.: Химия, 1988. — 240 с.

41. Гусев М.В., Минеева Л.А. Микробиология. — М.: МГУ, 1985 — 376 с.

42. Wise W. S. The Aeration of Culture Media, a Comparison of the Sulphite and Polarographic Methods. — J. Soc. Chem. Ind. London, Sup. 1, 40, 1950.

43. Бегачев В.И., Брагинский Л.И., Глуз М.Д., Малышев Г.А О расчете мощности на перемешивание неньютоновских сред/ Перемешивающие устройства/ (Материалы всесоюзного совещания) ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Москва, 1966 г.,с.78

44. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. / Пер. с польского под ред. И.А. Щупляка. — Л.: Химия, 1975. — 384 с.

45. Кафаров В.В. Процессы перемешивания в жидких средах. — М.: Госхимиздат, 1949. — 230 с.

46. Штербачек 3., Тауск П., Перемешивание в химической промышленности, Ленинград, 1963 г. ,стр.117, стр. 125

47. Романков П.Г. Гидравлические процессы химической технологии. — М.; Л.: Госхимиздат, 1948. — 264 с.

48. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: Учебник для ВУЗов — 3-е изд., перераб. и доп. — М.гХимия, 1987. — 496 с.

49. Кафаров В.В., Винаров А.Ю., Гордеев JI.C. Моделирование биохимических реакторов. — М.: Лесная промышленность, 1979. — 344 с.

50. Литманс Б.А., Кукуреченко И.С., Туманов Ю.В., Бойко И.Д / Исследование массоотдачи в жидкой фазе в барботажном аппарате с механическим перемешиванием при высоких вводах энергии/. — ТОХТ, 1974, №8,3, с. 344-350.

51. Литманс Б.А., Кукуреченко И.С., Туманов Ю.В. Теория и практика перемешивания в жидких средах. — М.: НИИТЭхим, 1973. — с. 137 140.

52. Ефимов Б.Л., Соломаха Г.П. — В кн.: Теория и практика перемешивания в жидких средах. — М.: НИИТЭхим, 1973. — с. 131 137.

53. Zlokarnik М., Sorption characteristics for gas-liquid contacting in mixing vessels In Adv. Biochem. Eng., 8, p. 135-150, 1978

54. Cooper C.M., Fernstrom G.A., Millis S.A. — Ind. Eng. Chem., 1944, 34, p. 504 -520.

55. Кафаров B.B. Основы массопередачи. — M., 1972. — 494 с.

56. Соколов В.Н., Доманский И.В. Газожидкостные реакторы. — Л., 1976.— 213с.

57. Еремин В.А. Исследование массоотдачи в жидкой фазе в барботажных аппаратах с механическим перемешиванием. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. — М.: МИХМ, 1968. — 193 с.

58. Касаткин А.Г., Кафаров В.В., Панфилов М.И. Исследование процесса перемешивания механическими мешалками в системе газ — жидкость. — Труды МХТИ им. Д.И. Менделеева, 1957, вып. XXIV, с. 413 427.

59. Кутателадзе С.С. ,Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. М.: Энергоатомиздат, 1990, 367 с.

60. Calderbank P.H., Moo-Joung M.B. — Trans. Inst. Chem. Engrs., 1958, v. 36, № 5, p. 443 448.

61. Foust H.C., Mack D.E., Rushton J.H. — Ind. Eng. Chem., 1944, v. 36, p. 517 -525.

62. Van de Vusse S.G. — Chem. Ing. techn., 1959, Bd. 31, № 4, p. 539 542.

63. Joshida F., Miura J. — Ind. Eng. Chem., Proc. Des. Dev., 1963, v. 2, № 6, p. 263 266.

64. Gallaher J.B., Resnick W. — Ind. Eng. Chem. Fundam., 1966, v. 5, № 1, p. 15 -21.

65. Rushton J.H., Gallaher J.B., Oldshoe J.J. — Chem. Eng. Progr., 1956, v. 52, № 2, p. 319-326.

66. Van Dierendonck L.L., Fortuit J.M.H., Vanderboss D. — In.: Proc. Fourth European Symp. On the Chem. Reaction Eng. Brussel, 1968, p. 205 211.

67. Бальцежак C.B., Соломаха Г.П. Теория и практика перемешивания в жидких средах. — М.: НИИТЭхим, 1982, с. 86.

68. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. — М.: Химия, 1971, с. 258-273.

69. Аиба Ш., Хемпфри А., Миллис Н. Биохимическая технология и аппаратура. — М.: Пищевая промышленность, 1975. — 288 с.

70. Слободов Е.Б., Кутепов A.M., Чепура И.В. Массоотдача в сплошной фазе двухфазных сред при больших числах Пекле и малых числах Рейнольдса. — Журнал прикладной химии, 1983, с. 1818-1821.

71. Барабаш В.М. О размере пузырей при перемешивании газожидкостных систем. // В сб. «Теория и практика перемешивания в жидких средах».

72. Тезисы докладов 6-ой Всесоюзной конференции по теории и практике перемешивания в жидких средах, Л., 1 5 октября 1990 года. — JI.:1990, с. 15-17.

73. Темкин М.И. Перенос растворенного вещества между турбулентно движущейся жидкостью и взвешенными в ней частицами. — Кинетика и катализ, т. 18, вып. 2, 1977, с. 493-496.

74. Рамм В.Е. Абсорбция газов. — М.: Химия, 1976. — 656 с.

75. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. — Л.: Химия, 1981, 560 с.

76. Белянин В.И., Сидько Ф.Я. Энергетика фотосинтезирующей культуры микроводорослей. — Новосибирск: Наука, 1980. — 131 с.

77. Robert Henrikson. Earth Food Spirulina. — Ronore Enterprises, Inc., Kenwood California, 1997.

78. Biochemicals Organic Compounds for Research and Diagnostic Reagents. — In: SIGMA, 1992, p.p. 814, 918.

79. Ермошин Н.Г., Петров И.А., Казенин Д.А. Совмещенный газообмен и разделение пузырьковых сред./Материалы III -ей международной конференции "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Украина, Донецк ,2004 г., с. 32-33.C

80. Жаворонков В.А., Казенин Д.А., Петров И.А., Мальцевский В.В. К вопросу расчета демпферных перемешивающих в фотобиореакторах /Успехи современного естествознания, 2004 г., Т.1, № 6, с. 119 -121.с

81. Жаворонков В.А., Казенин Д.А., Петров И.А., Гладышев П.А. Проблемы культивирования фототрофов в условиях средней полосы России /Экология антропогена и современности: природа и человек, С.- Пб, Гуманистика, 2004 г., с.590 593

82. Жаворонков В.А., Казенин Д.А., Петров И.А., Кавитационная гидродинамика и вихревой массообмен в полостном аппарате, Современные проблемы аэрогидродинамики, Тезисы докладов XIII школы семинара, М.:МГУ, 2005 г., с.39 - 40.